本实用新型提供了一种超高精密齿轮箱测试系统，包括支撑平台，支撑平台内安装有控制箱，控制箱内设置有PLC控制器，支撑平台上安装有一消音室，支撑平台的顶部表面安装有第一测试模块和第二测试模块，且第一测试模块和第二测试模块位于消音室内，被测的齿轮箱位于第一测试模块和第二测试模块之间，第二测试模块底部设置有滑动组件，使得第二测试模块能进行前后移动；第一测试模块包括：驱动伺服电机、L型支架、减速箱、一对膜片联轴器、第一扭矩传感器、第一光栅位移传感器、以及第一底座；第二测试模块包括：制动伺服电机、一对弹簧式联轴器、第二扭矩传感器、第二光栅位移传感器、以及第二底座；本实用新型能实现齿轮箱的噪声在线无干扰检测。